运用复杂热解模型的磷酸铁锂电池单体燃烧仿真研究

作     者：陈一洲 陈霄 杨琳洁 

作者机构：昆明理工大学公共安全与应急管理学院 中国建筑科学研究院有限公司建筑防火研究所 安华数智(北京)有限公司 

出 版 物：《安全与环境学报》 (Journal of Safety and Environment)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 

基　　金：国家消防救援局科技计划项目(2023XFCX33) 

主　　题：安全工程 仿真模拟 磷酸铁锂电池 FDS 热失控 燃烧 

摘      要：电池热失控造成的火灾爆炸事故频繁发生，其安全问题引发广泛关注。为研究磷酸铁锂电池热失控行为和气体产生规律，采用复杂热解模型和单步混合控制燃烧模型，基于前人磷酸铁锂电池单体的热滥用试验，使用FDS构建1:1几何模型，模拟电池单体发生热失控、泄压阀打开及热失控发生后的连锁反应，分析磷酸铁锂离子电池在热失控时的温度、气体变化规律。结果表明，与试验结果进行对比，模型可以准确模拟出电池单体燃烧时冒烟、起火、剧烈燃烧﹑熄灭的火情演变过程，仿真温度曲线揭示了电池热失控时燃烧速度快、火焰强度大、热量爆发集中的特点，验证了模型的可靠性。同时分析了各种气体释放速率、压力变化曲线等数据，研究成果可为磷酸铁锂电池热失控研究方法提供参考。